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考慮聲壓特性之結構設計-以揚聲器為例-
Thesis

考慮聲壓特性之結構設計-以揚聲器為例-

許竤智
Masters, 國立清華大學, 動力機械工程學系
2010

Abstract

線圈式揚聲器 中音谷 低音反射式揚聲器 被動式揚聲器
由於平板電腦、電視及手機厚度越來越薄,因此要求安裝揚聲器系統之厚度也需要變薄,加上電視使用之揚聲器只用四周邊框,因此揚聲器單體變成接近平面狀,且非常細長,使得振膜的第一個彎曲模態之自然頻率變低,頻率響應高低差異變大,此部分為中音谷。且由於空間變小,揚聲器系統之背腔變小,使得系統之第一個自然頻率變高,低音效率變差。 為了解決此兩大問題,對於中音域的部分,分析揚聲器單體之彎曲模態方法,使用有限單元法進行模態分析,並利用邊界元素法求得遠場聲壓曲線變化,討論單激振揚聲器改變振膜質量與勁度分佈,以及改變懸邊的勁度與阻尼分佈,可有效的解決第一個中音谷的落差;而搭配雙激振圓形音圈並改變振膜與懸邊結構參數,則能同時改善第一個與第二個中音的落差。對於增加低音效率的部分,採用集中參數法,分析低音反射式與被動式揚聲器系統之音箱設計方法。 結果顯示,改善第二個中音谷的落差部分,雙激振揚聲器單體的最佳激振位置在單激振揚聲器單體的第二個彎曲模態的節線位置外側,搭配改變振膜與懸邊結構參數時,需要依照彎曲模態的變化來做修正,即可解決第一個中音谷的落差。 增加低頻效率部分,使用低音反射式與被動式揚聲器的理論,分析在音箱體積受限制下,揚聲器單體的阻尼比為30~70%,建立一套音箱體積的設計步驟。對於音箱體積受限制之下,選擇低音反射式揚聲器來設計較佳。而音箱體積小很多時,被動式揚聲器可改善低音反射式揚聲器在小音箱的空間內的缺點,包含放入反射孔空間不足,以及增加反射孔的聲學聲阻。並可選擇較小的面積來設計揚聲器能得到比低音反射式揚聲器的效率相當的設計。

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